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   水的化學(xué)式是H₂0，純水是無色無味的透明液體。水的自然性質(zhì)中值得注意的是水具有很強的極性，其溶解和分散物質(zhì)的能力很強。我們?nèi)粘Ｓ玫乃卸己幸欢繜o機鹽類，它們在水中以離子狀態(tài)存在，常見的無機鹽離子有:

陽離子                   陰離子

鈣（Ca²⁺）                 碳酸氫根（HCO₃^-）

鎂（Mg²⁺）                 硫酸根（SO₄^2-）

鈉（Na⁺）                  氯離子（Cl^-）

鐵（Fe²⁺，F(xiàn)e³⁺）           硅酸根（SiO₃^2-）

錳（Mn²⁺）                 氟離子（F^-）

鉀（K⁺）                   硝酸根離子（NO₃^-）

銅（Cu²⁺）                 硫離子（S^2- ）

   此外，還常含有一些呈膠體狀態(tài)的有機物質(zhì)如腐殖質(zhì)類，這些物質(zhì)肉眼是很難看見的。

由于水中含有各種有機物質(zhì)和無機物質(zhì)，它們當(dāng)中有些物質(zhì)對人體有害，故國家規(guī)定了飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。。

表5-1   生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

   生活飲用水也就是城市自來水廠向居民供應(yīng)的水，也是我們大部分城市洗衣廠使用的水。上述飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對洗衣業(yè)來說，zui關(guān)心的是水洗時水中能引起織物泛灰、泛黃、發(fā)暗的一些物質(zhì)的含量，如鈣、鎂、鐵、銅、錳等在水中的含量。水中鐵含量高易使織物呈淺褐色，高含量的銅-錳會使織物呈淺黃色。水中鈣、鎂離子會沉淀在織物上，使織物泛灰發(fā)暗，手感不柔軟、粗糙。因此，作為洗滌用水，必要時要進行專門處理，如設(shè)置軟水裝置，或用化學(xué)螯合劑來螯合那些對洗滌有害的成分，以減輕它們的不利影響。

 

   各洗衣廠使用的水源非常廣泛，以下簡述幾種主要的水源。

 

   城市自來水的來源很廣，有來自江河湖泊、水庫的地面水，也有來自地下的泉水、井水。

自來水廠根據(jù)水源條件不同，經(jīng)過澄清、沉淀、過濾、消毒等工藝處理，達到生活飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，才送往居民使用。大中城市中的賓館飯店洗衣部的洗滌用水，多數(shù)是來自城市的自來水。

   從表5-1可以看出，自來水中的總硬度指標(biāo)以CaCO₃計為不得超過450mg/L，鐵不得超過lmg/L。這種水質(zhì)短期使用，對白色織物不會引起不良效果。長期使用，織物在反復(fù)的洗滌過程中，會因為水中的鈣、鎂離子，在主洗加溫條件下，由可溶于水的碳酸氫鈣（CaHCO₃）和碳酸氫鎂（MgHCO₃）轉(zhuǎn)變成不溶于水的碳酸鈣（CaCO₃）和碳酸鎂（MgCO₃），而沉積在織物上，其反應(yīng)為下:

   同樣以溶解狀態(tài)存在的亞鐵離子（Fe²⁺），在堿性氧化（主洗條件見《川島洗衣廠技術(shù)手冊》水洗一章）條件下，也會以帶褐紅色的鐵化合物沉積在織物上:

 

 

   以溶解狀態(tài)存在的銅離子（Cu²⁺），與堿反應(yīng)會生成淺藍色的氫氧化銅沉淀:

Cu²⁺  +  2OH^-  =  Cu（OH）₂↓                     （5-4）

   淺藍色

當(dāng)對織物反復(fù)洗滌時，上述沉淀物如沉積在織物纖維中，會使白色織物泛灰變暗，彩色織物色彩不鮮艷。

 

   有的賓館離城市較遠(yuǎn)，無論生活用水或洗滌用水，都取自自備的深井水，將地下水通過泵泵人水塔，再由管道流入洗衣部和居民用戶。地下水中的二氧化碳能與巖石中的碳酸鹽反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鹽，使水硬度大大提高:

CaCO₃  +  CO₂  +  H₂O  →  CaHCO₃                （5-5）

存在于巖石中   地下水中   介質(zhì)        可溶于水

MgCO₃  +  CO₂  +  H₂0  →  MgHCO₃                （5-6）

存在于巖石中   地下水中   介質(zhì)        可溶于水

   其他雜質(zhì)也有類似反應(yīng)發(fā)生，這里不一一贅述，可見用自備井水作洗滌用水，由于硬度高，更容易引起織物泛灰粗糙。

 

   隨著旅游業(yè)的發(fā)展，不僅城市建設(shè)有賓館，在重要河流，如長江、珠江也有類似賓館的游艇，這些游艇上的某些織物如臺布、毛巾、床單等，除部分在的陸地洗衣廠洗滌外，游艇上也自備有洗衣部。這類洗衣部的用水就直接取自江河中。另外還有一些賓館飯店本身就建設(shè)在江河邊，其洗衣部的用水也直接取自江河水。正常情況下，江河水中都會有微細(xì)的黏土顆粒和膠態(tài)有機物質(zhì)，故游艇洗衣部和靠近江河的賓館洗衣部雖然也設(shè)有水處理裝置，但對這些既微細(xì)又懸浮的物質(zhì)，處理裝置往往滿足不了洗滌時大量用水的要求，尤其是洪水季節(jié)，江河水中含有大量的泥砂、黏土，使原有的水處理設(shè)備，從質(zhì)量和數(shù)量上都難以滿足洗滌用水的要求，使得被洗滌織物遭受二次污染。有的游艇洗衣部出現(xiàn)白色織物洗成黃色的現(xiàn)象。

   綜合上述，來自城市的自來水、企業(yè)自備的井水以及江河水，這些水都會對織物洗滌的zui終效果產(chǎn)生不利影響。有的情況下嚴(yán)重些，有的情況下要經(jīng)過一段周期才明顯表現(xiàn)出來。為了達到較滿意的洗滌效果，對洗滌用水需進行預(yù)處理。

 

   溶于水中的無機鹽成分的濃度，稱為水的總鹽分，以mg/L表示。總鹽包括水中鈣、鎂、鈉、鉀、銅、錳、鐵等陽離子，與氯根、硝酸根、硫酸根等陰離子組成可溶于水的化合物。當(dāng)織物水洗并烘干后，這些鹽類并不隨水蒸發(fā)，而是留在織物上。故水的總鹽分也會對洗滌織物產(chǎn)生一些影響。因為在織物烘干的溫度下，水中呈溶解狀態(tài)的鈣、鎂的碳酸氫鹽，會按式5-1、式5-2的反應(yīng)，也會出現(xiàn)沉淀物在織物上的沉積。

   總鹽分中鐵、銅、錳的化合物，也有許多是帶顏色的化合物，如*為天藍色，硫酸鐵為褐色，三氯化鐵是黑棕色，硫酸銅呈藍色，硝酸銅是深藍色，氯化銅是綠色，硫酸錳和氯化錳是淺玫瑰紅色，硝酸錳是淺紅色。它們都易溶于水，在織物洗滌時會被溶解，不會發(fā)生沉積。但如果這類帶色化合物含量高時，也會影響織物的白度。故總鹽分太高的水，對織物洗滌也會產(chǎn)生一定的影響。

 

   水硬度分為暫時硬度和*硬度。

   水中與碳酸鹽和碳酸氫鹽結(jié)合的鈣鎂離子，當(dāng)水煮沸時，會生成碳酸鈣、碳酸鎂的白色沉淀物（反應(yīng)式5-l，式5-2），這部分鈣鎂離子濃度稱為水的暫時硬度。

   水中與氯化物、硝酸鹽結(jié)合的鈣、鎂離子，當(dāng)水煮沸時，不會生成沉淀，這部分鈣鎂離子濃度，稱為水的*硬度。

   暫時硬度與*硬度之和，稱為水的總硬度。我們通常測定的是水中鈣、鎂離子總濃度，故測定結(jié)果是水的總硬度。在我國，水硬度通常用每升（或公斤）水中碳酸鈣毫克數(shù)來表示，即mgCaCO₃/L（以前的表示法為mg/LCaCO₃）。碳酸鎂及其他雜質(zhì)都折算成碳酸鈣來表示。。

 

   從織物洗滌的角度考慮，水的硬度越小越有利于洗滌。但對洗滌用水的水質(zhì)并無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)人們洗滌織物的經(jīng)驗，希望的洗滌水水質(zhì)如下:

pH值     6.5～7

硬度     < 25mg/L，但硬度小于100mg/L時，不需要采取軟化措施。

鐵含量   < 0.1mg/L，高于0.2mg/L時，易引起織物泛黃

錳含量   < 0.05mg/L

 

   利用肥皂在硬水中與鈣、鎂等離子生成難溶性鈣、鎂皂的方法，可以簡單鑒別硬水和軟水。方法是:先用軟水（燒開的水就是軟水）配制透明的肥皂溶液。測定時將水樣倒入試管或錐形瓶，滴入幾滴配好的肥皂液，邊滴加邊搖勻。如果肥皂溶液不出現(xiàn)混濁，靜止5分鐘后，生成的泡沫也不*消失，則可初步判斷水樣為軟水，否則就是硬水。

   本方法只是一個粗略的鑒別，的方法應(yīng)采用總硬度的測定方法。

 

   水和洗滌過程中洗滌液的pH值，通常用于判斷水和洗滌過程中的酸堿度，故一般用zui簡便的pH試紙法測定即可。目前市售的pH試紙，廣泛試紙的范圍為pH1～14，精密一些的試紙有:

pH1.4～3.0；pH3.8～5.4；pH2.7～4.7；pH6.9～8.4；pH5.4～7.0；pH6.9～8.4；pH12～14等， 均可使用。

比較的測定，可用玻璃電極法，見國標(biāo)GB6920-86水質(zhì)pH值的測定——玻璃電極法。

 

   測定水的總硬度即測定水中鈣和鎂的總量，用EDTA法。見GB7477-87鈣和鎂總量的測定——EDTA法。

   水硬度較簡便快速的方法，是用水硬度試紙比色法。

   根據(jù)EDTA法原理制成的水硬度快速分析盒，使用也很方便。

   水硬度試紙和水硬度快速測定盒市場均有出售。

 

    水中鐵、錳含量的測定用原子吸收法（GB11911-89），可見《川島洗衣廠技術(shù)手冊》相關(guān)章節(jié)。

   水中銅含量用分光光度法測定。

 

   水中含鹽量按HJ/T51—1999含鹽量的測定，見《川島洗衣廠技術(shù)手冊》附錄四。

 

   水的量決定著洗滌劑的濃度，用水量少，洗滌液的濃度就高，去污效率也越高，在高于表面活性劑的臨界膠束濃度后，去污力趨于平穩(wěn)，濃度增加去污力略有增加。但對油污的去除，非離子表面活性劑在臨界膠束濃度之上，由于增溶作用，去污力還會繼續(xù)增大。因此，在水洗主洗時，都采用低水位，以提高洗滌液的濃度。

   洗滌用水量不僅決定了洗滌液的濃度，也決定著被洗下后的污垢的濃度。水量越小，污垢的濃度越大，污垢濃度增大，在洗滌液中的懸浮能力降低，再沉積趨勢變大。即使洗滌液有足夠的懸浮、分散能力，在過水過程中，由于分散能力的驟然降低，也可能導(dǎo)致嚴(yán)重的再沉積。因此，洗滌用水時，還應(yīng)考慮重污織物的再沉積問題。

 

   對水中的雜質(zhì)離子，首先要提到的顯然是水中的鈣鎂等硬離子。它們常常嚴(yán)重影響洗滌劑的去污效率。具體來說，鈣、鎂離子的負(fù)作用有如下幾點。

   （1）與脂肪酸鹽（肥皂）、烷基苯磺酸鈉等陰離子表面活性劑形成難溶性鹽（也稱鈣皂、鎂皂）。這不僅浪費了表面活性劑，還降低表面活性劑的使用效率。例如，在100mg/kg硬度水中，使用0.2%棕櫚酸鈉溶液（肥皂液），將有1/4的肥皂變成難溶性皂。同時，這些鈣、鎂皂也易沉積在織物和洗衣機上，降低去污力的同時，還造成了沉積。

   （2）鈣、鎂離子容易與洗滌劑中的硅酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽形成不溶性鹽。這類不溶性鹽，特別是磷酸鹽不容易為三聚磷酸鈉和抗再沉積劑分散，而易于沉積。

   （3）鈣離子（二價正電荷）可以在污垢（一價負(fù)電荷）和織物（一價負(fù)電荷）之間架橋，通過形成橋鍵促進污垢與織物的結(jié)合。

   （4）鈣、鎂離子是多價陽離子，吸附在織物、污垢上，中和了它們表面的負(fù)電荷，減弱了織物與污垢的靜電排斥作用，從而不利于去污和抗再沉積。

   從式5-1、式5-2可知，鈣、鎂難溶物和不溶性鹽會在織物上沉積，使白色織物發(fā)灰，白度和手感變差，對有色織物，則色澤變暗，失去鮮艷感，手感變得粗糙。而且，泛灰后的織物，由于與沉積物結(jié)合力較強，很難復(fù)新。沉淀物在洗衣機上結(jié)垢，會損害電圈及其他零件，從而影響洗衣機的熱效率和機械效率。

   水中存在的微量金屬離子可能有很多種，但對洗滌影響zui大的是鐵。在加熱及洗滌液堿性條件下，鐵離子會形成鐵銹，并沉積在織物上。鐵銹顏色較深（褐紅色或棕色），即使少量沉積在織物上，也會使織物變黃、發(fā)灰甚至發(fā)黑。鐵影響洗滌的另一個因素，是它對漂白劑氯漂（如次氯酸鈉）及氧漂（如*）的分解具有催化作用，在漂白過程中，鐵離子的存在，加速了氧化劑的無效分解，如鐵離子分布不均，導(dǎo)致在織物上的局部劇烈反應(yīng)，則會使織物破損。一些飯店洗廢的床單、毛巾上有針眼、破洞，一個很重要的原因就是氧化劑過度反應(yīng)所致。

   洗滌水還有一個不太引人注意的雜質(zhì)，那就是氯。大多數(shù)城市自來水都采用氯進行漂白、消毒。有時氯的加量過大，則水有明顯的刺鼻氯味。長期使用含有效氯的自來水洗滌織物，也可導(dǎo)致織物發(fā)灰、發(fā)黃，并對織物有損傷，對纖維織物，還將導(dǎo)致吸濕性下降，柔軟性變差。

 

   洗滌水的水質(zhì)對于洗滌質(zhì)量和洗滌成本有重要的影響。對不好的水質(zhì)，必須在水進入洗滌設(shè)備前或洗滌過程中加以處理，以控制水的硬度，保證高質(zhì)量的洗滌效果，洗衣業(yè)軟化水的途徑有沉淀法、螯合法和離子交換法。

 

   沉淀法是在硬水中加入純堿、硅酸鈉、磷酸三鈉等堿性無機鹽，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)使溶解性很小的鈣、鎂鹽沉淀，從而達到降低水硬度的目的。具體的反應(yīng)如下:

        Ca²⁺ + Na₂CO₃  → CaCO₃ ↓ + 2Na⁺             （5-7）

        Mg²⁺ + Na₂CO₃  → MgCO₃ ↓ + 2Na⁺             （5-8）

        3Ca²⁺ + Na₃PO₄ → Ca₃（PO₄）₂ ↓ + 6Na⁺           （5-9）

        3Mg²⁺ + Na₃PO₄ → Mg₃ （PO₄）₂ ↓ + 6Na⁺      （5-10）

   沉淀法是zui簡單的軟水方法，成本低，為很多洗衣企業(yè)和洗滌劑生產(chǎn)廠家所采用。不少低廉的無磷洗衣粉，就采用純堿與硅酸鈉的復(fù)配來軟化水。但這種軟化水zui大的缺點是生成的沉淀如果不能*除去或良好分散在水中，就會沉積在織物上，而導(dǎo)致織物的發(fā)灰、手感粗糙。因此，這種軟水方法對織物洗滌來說，并不十分理想。

 

   螯合法是在洗滌水中加入螯合劑，通過螯合作用螯合水中Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺等離子，生成的螯合物溶于水，并且性能穩(wěn)定，從而使水軟化，并可防止在加溫和堿性條件下這些離子發(fā)生沉淀。

 

                    圖5-1  STPP鈣的絡(luò)合物圖

   zui常用的是三聚磷酸鈉和其他的聚磷酸鹽如六偏磷酸鈉、焦磷酸鉀。這些聚磷酸鹽成本低、螯合能力高，是洗衣粉中zui重要的助劑。三聚磷酸鈉與鈣離子形成的螯合物結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。

   由于無磷趨勢的發(fā)展，洗衣業(yè)中也開始使用其他無磷螯合劑，常用的有檸檬酸鈉、氮川三乙酸鈉（NTA）、乙二胺四乙酸鈉（EDTA）、聚丙烯酸鈉、馬來酸和丙烯酸共聚物等。這些螯合劑的使用成本都較聚磷酸鹽高。

   螯合法不是預(yù)先處理洗滌水，而是在洗滌時加入螯合劑。螯合劑加入量，視水量、水硬度和螯合劑的螯合量而定。

螯合法無需專門的設(shè)備，也沒有維修等問題，操作也很方便，但每次洗滌都加入螯合劑，使洗滌費用增加。

 

   離子交換法軟化水，是利用陽離子交換樹脂吸附水中鈣、鎂、錳、鐵等陽離子，既可軟化水，又可除去一些對洗滌不利的雜質(zhì)。

    陽離子交換樹脂常用鈉型，簡寫為R—Na，當(dāng)水流過樹脂層時，水中鈣、鎂、鐵、錳等陽離子被吸附在樹脂上，樹脂上的鈉離子（Na⁺）被置換下來，直到流出水中鈣、鎂等超過允許值時，表示樹脂交換能力已消失，這時可用食鹽溶液流過樹脂層，將鈣、鎂等陽離子從樹脂上淋洗下來?；謴?fù)樹脂為鈉型，這后一操作叫再生。

   離子交換軟化水法，操作方便，使用壽命長，一次性投資稍稍大點，但維修費用低。所以也是現(xiàn)在被大多數(shù)洗衣廠廣泛使用的原因。

   我國地域廣大，各地水質(zhì)差別很大，南方長江流域、珠江流域的水硬度較低，北方水硬度較高，地下水源的水硬度較高。因此，洗衣廠應(yīng)對洗滌水水質(zhì)加以分析，水的硬度高，采取軟化水措施。依上所述，用簡便的離子交換裝置來軟化水?？刂葡礈焖挠捕?，可以防止在主洗時，在加溫堿性條件下鈣鎂沉淀，引起織物泛灰，又可阻止鈣鎂等與洗滌劑中活性成分生成不溶性皂，而發(fā)揮不了洗滌劑的滲透、乳化、分散作用、影響洗滌質(zhì)量。

   隨著無磷洗滌劑的發(fā)展，洗滌劑中大量應(yīng)用了4A沸石和層狀硅酸鈉，這些無磷助劑的軟水原理也是通過離子交換將水中的硬離子吸附在固體助劑中。由于固體助劑的分散作用較好，使用它們不容易在織物上沉積，保證了軟化水和洗滌效果。

   這里順便指出，洗滌時微量鐵積集在織物上，會使洗滌織物泛黃發(fā)暗。當(dāng)用離子交換法軟化水時，水中的鐵離子也會反應(yīng)或類似反應(yīng)而被樹脂吸附，使水中的鐵也被除掉。經(jīng)軟化處理過的水，從離子交換裝置輸送到工業(yè)洗衣機的管道，通常采用鍍鋅管，易溶解在水中的氧能破壞鍍鋅層，進行氧化溶解鐵，使水中帶有鐵銹，影響洗滌織物白度。有的洗衣廠，在洗滌前經(jīng)常先放水，等含鐵銹的淺黃色水轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色時，才正式開動洗滌設(shè)備進行洗滌，這樣每天都會浪費水。因此，洗滌設(shè)備的洗滌進水管道使用不銹鋼管或塑料管。本文轉(zhuǎn)載自:上海川島艾美機械設(shè)備有限公司出版的《川島洗衣廠技術(shù)手冊》。如果大家有什么疑問，可致電：。